(57)【要約】【課題】製品の検査範囲が撮影範囲よりも移動方向（横方向）に広い場合であっても、高速化、高精度化および低コスト化が可能な画像処理方法および装置を提供する。【解決手段】製品の検査範囲が撮影範囲よりも移動方向（横方向）に広い場合であっても、製品Ｐと単一の撮像カメラ２のいずれか一方を移動させた状態で、製品を撮像した連続画像ごとに、移動方向（横方向）に複数に区画された区画パターンのいずれかを有するか順次判定し、すべての区画パターンがこれら複数の画像に含まれていると判定したとき製品ＯＫとする。したがって、従来のように高解像度の画像処理装置や複数台の撮像カメラを使用することなく、単一の撮像カメラ２の使用かつ低解像度の装置によっても、予め登録された横方向に複数区画された区画パターンに基づいて横方向に連続した各画像をそれぞれ判定するので、横方向の解像度を有効に使用することで高解像度化し、移動中に製品の画像処理が可能となる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
製品と、製品の検査対象部位を撮像する、前記検査対象部位よりも移動方向に狭い撮像範囲の単一の撮像カメラとのいずれか一方を移動させた状態で、撮像した検査対象部位の撮像データを画像処理して、製品の良否を判定する画像処理方法であって、
前記製品の検査対象部位について移動方向に沿って複数に区画された区画パターンを予め登録しておき、
前記移動状態で製品の検査対象部位が、前記検査対象部位よりも移動方向に狭い撮像範囲で複数回連続して撮像された各画像ごとに、前記登録された区画パターンのいずれかを有するか順次判定し、すべての区画パターンがこれら複数の画像に含まれていると判定したとき、製品ＯＫと判定する、画像処理方法。
【請求項２】
請求項１において、
前記登録された区画パターンが、検査対象部位のうち所定の構成要素ごとに区画されたパターンである、画像処理方法。
【請求項３】
製品と、製品の検査対象部位を撮像する、前記検査対象部位よりも移動方向に狭い撮像範囲の単一の撮像カメラとのいずれか一方を移動させる機構を有し、この移動状態で、前記撮像カメラで撮像した検査対象部位の撮像データを画像処理して、製品の良否を判定する画像処理部を備えた画像処理装置であって、
前記画像処理部は、
前記製品の検査対象部位について移動方向に沿って複数に区画された区画パターンを予め登録する区画パターン登録部と、
前記移動状態で製品の検査対象部位が、前記検査対象部位よりも移動方向に狭い撮像範囲で複数回連続して撮像された各画像ごとに、前記登録された区画パターンのいずれかを有するか順次判定し、すべての区画パターンがこれら複数の画像に含まれていると判定したとき、製品ＯＫと判定する判定部と、を備えた画像処理装置。
【請求項４】
請求項３において、
前記登録された区画パターンが、検査対象部位のうち所定の構成要素ごとに区画されたパターンである、画像処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、製品と製品を撮像する撮像カメラとのいずれか一方を移動させた状態で、撮像した製品を画像処理して、製品の良否を判定する画像処理方法および装置に関し、撮影範囲よりも検査範囲が移動方向（横方向）に広い場合における画像処理の高速化、高精度化、低コスト化に関する。
【背景技術】
【０００２】
図１に示すように、従来から画像処理装置として、搬送コンベアのような搬送機構４で多数の製品Ｐを次々に移動させながら、撮像カメラ２で撮像した製品Ｐの検査対象部位の撮像データを画像処理部５で画像処理して、製品Ｐの良否を判定するものが知られている。
【０００３】
ところで、図７のように、製品Ｐの検査対象部位の縦横比が大きく、製品Ｐの検査範囲が撮像カメラの撮像範囲よりも移動方向（横方向）に広い場合がある。この場合、通常、撮像範囲を検査範囲よりも広くして撮像し画像処理するが、画像を遠ざけて撮像範囲を広くすると、検査対象部位の小さい画像となることから、安定した検査ができなくなる。このため、通常は高解像度の画像処理装置を使用するか、複数台の撮像カメラを並べて広い撮像範囲を得るが、高解像度の画像処理装置や、複数台の撮像カメラの使用は高コスト化し大型化する。また、高解像度の画像処理装置を使用した場合に、製品Ｐの検査対象部位が横方向に長いと、横の画素数に比べて縦の画素数が余分となってこの部分の解像度が無駄になり、横方向の解像度を有効に用いていないという問題もあった。
【０００４】
その一方、従来から、撮像するカメラの光学系を変更して撮像範囲を広げる方法、または連続する入力画像を補正して合成することにより、画像処理装置を高解像度化して、撮像範囲を広げる方法も知られている（例えば、特許文献１）。
【特許文献１】特開平５−２６０２６４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、従来のように、撮像するカメラの光学系を変更して撮像範囲を広げる方法では、やはり検査対象部位の小さい画像となるため精度が低下し、誤検出率が高くなる。また、特許文献１のように、連続する入力画像を補正して合成する方法では、製品の搬送中に該製品の画像処理を行えず、画像処理の高速化が困難という問題もあった。
【０００６】
本発明は、前記の問題点を解決して、製品の検査範囲が撮影範囲よりも移動方向（横方向）に広い場合であっても、高速化、高精度化および低コスト化が可能な画像処理方法および装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記目的を達成するために、本発明に係る画像処理方法および装置は、製品と、製品の有する検査対象部位を撮像する、前記検査対象部位よりも移動方向に狭い撮像範囲の単一の撮像カメラとのいずれか一方を移動させた状態で、撮像した検査対象部位の撮像データを画像処理して、製品の良否を判定するものであって、前記製品の検査対象部位について移動方向に沿って複数に区画された区画パターンを予め登録しておき、前記移動状態で製品の検査対象部位が、前記検査対象部位よりも移動方向に狭い撮像範囲で複数回連続して撮像された各画像ごとに、前記登録された区画パターンのいずれかを有するか順次判定し、すべての区画パターンがこれら複数の画像に含まれていると判定したとき、製品ＯＫと判定する。
【０００８】
この構成によれば、製品の検査対象部位（検査範囲）が撮影範囲よりも移動方向（横方向）に広い場合であっても、製品と単一の撮像カメラのいずれか一方を移動させた状態で、製品を撮像した連続画像ごとに、予め登録された移動方向（横方向）に複数に区画された区画パターンのいずれかを有するか順次判定し、すべての区画パターンがこれら複数の画像に含まれていると判定したとき、製品ＯＫとする。したがって、従来のように高解像度の画像処理装置や複数台の撮像カメラを使用することなく、単一の撮像カメラの使用かつ低解像度の装置によっても、予め登録された横方向に複数区画された区画パターンに基づいて横方向に連続した各画像をそれぞれ判定するので、横方向の解像度を有効に使用することで高解像度化して、移動中に該製品の画像処理を行うことから、画像処理の高速化、高精度化および低コスト化が可能となる。
【０００９】
好ましくは、前記登録された区画パターンが、検査対象部位のうち所定の構成要素ごとに区画されたパターンである。したがって、区画パターンを細分化しすぎることなく、誤判定を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の実施形態を図面にしたがって説明する。
図２は、本発明の第１実施形態に係る画像処理装置を示すブロック図である。本装置は、製品Ｐと製品Ｐの検査対象部位を撮像する撮像カメラ２とのいずれか一方を移動させる機構を有し、この移動状態で、撮像カメラ２で撮像した検査対象部位の撮像データを画像処理して該画像を画像メモリ６に記憶させ、この画像に基づき製品Ｐの良否を判定する画像処理部５を備えている。この例では、撮像カメラ２の位置を固定して、搬送機構４（例えば、図１の搬送コンベア）で複数の製品Ｐを順次移動させ、移動状態の製品Ｐの検査対象部位が撮像される。撮像カメラ２は常時撮像してもよいし、製品Ｐの検査対象部位や製品Ｐの移動間隔などに応じて、指定した回数または指定した時間だけ撮像してもよい。
【００１１】
図７に示すように、例えば、製品Ｐは包装箱や容器などのケースに収納された食品であり、製品Ｐの検査対象部位は、その食品の賞味期限や製造場所、製造時刻などの文字がケースに印字されたものであり、これらの印字された文字が検査範囲である。この検査対象部位は、文字が連続して横長に並んでいるものであるから、縦横比の大きい、つまり移動方向（横方向）の長さが、移動方向に直交する方向（縦方向）の長さよりも長いため、製品Ｐの検査範囲が撮像カメラ２の撮影範囲よりも移動方向（横方向）に広くなっている。
【００１２】
図２に示すように、前記画像処理部５は前記した画像メモリ６、判定部７および区画パターン登録部８を備えている。区画パターン登録部８は、製品（正製品）Ｐの検査対象部位について移動方向（横方向）に沿って複数に区画された区画パターンを予め登録する。判定部７は、製品Ｐを移動させた状態で、製品Ｐの検査対象部位が、前記検査対象部位よりも移動方向に狭い撮像範囲で複数回連続して撮像された各画像ごとに、前記登録された区画パターンのいずれかを有するか順次判定し、すべての区画パターンがこれら複数の画像に含まれていると判定したとき、製品ＯＫと判定する。
【００１３】
本発明では、予め登録された横方向に複数区画された区画パターンに基づいて横方向に連続した各画像をそれぞれ判定しているので、この結果、検査対象部位の画像全体では、縦の画素数の利用を少なくしてこの部分の解像度を無駄にすることなく、横の画素数の利用を多くして横方向の解像度を有効に使用していることになるから、低解像度の画像処理装置の高解像化を可能としている。
【００１４】
ここで登録された区画パターンは、検査範囲および撮像範囲に応じて複数に区画されたパターンであって、製品Ｐの検査対象部位のうち所定の構成要素ごとに区画されたパターンである。この所定の構成要素としては、１つのまとまり、意味、関連性などのある複数の文字や形状などをいう。この例では、図６に示すように、“１６：３７”は製造時刻、“／ＡＢＣ”は製造場所固有記号、“１０．１５”は賞味期限の月日、“２００６．”は賞味期限の年の文字が、それぞれ構成要素になっている。例えば、“１”、“２”のようにより細分化した構成要素ごとの区画パターンにすると、どの構成要素の文字か不明となり、判定処理に時間がかかるとともに、誤判定を招きやすくなるので、上記所定の構成要素ごとのパターンとしている。
【００１５】
上記構成の本装置における画像処理動作の一例を、図３のフローチャートに基づいて説明する。まず、区画パターン登録部８に予め正製品の検査対象部位について移動方向に沿って例えば４個に区画された区画パターンが登録される。図４に示すように、４個の区画パターンとして、
区画パターン１は“１６：３７”（製造時刻）、
区画パターン２は“／ＡＢＣ”（製造場所固有記号）、
区画パターン３は“１０．１５”（賞味期限の月日）、
区画パターン４は“２００６．”（賞味期限の年）である。
【００１６】
まず、製品Ｐの区画パターン１（ｎ＝１）について画像処理をスタートする（ステップＳ１）。製品Ｐの移動状態で撮像カメラ２は、製品Ｐの検査対象部位について複数回連続した撮像を開始する（ステップＳ２）。そして、撮像カメラ２で撮像した検査対象部位の撮像データを画像処理して各画像を画像メモリ６に保存する（ステップＳ３）。各画像が画像メモリ６に保存された状態を図５に示す。この例では、１２枚の画像が保存されており、製品Ｐが右方向に移動して撮像カメラ２に撮像されるので、検査対象部位の右端が１番目の画像で、順次左側へ移動した画像となる。
【００１７】
つぎに、保存された１２枚の画像のなかに、ｎ（ｎ＝１〜４）個の区画パターンが含まれるか順番に調べる（ステップＳ４）。すなわち、まず区画パターン１の文字があるか調べる。図５の２番目の画像に区画パターン１の文字が含まれているので、この区画パターン１はＯＫ判定とする（ステップＳ４）。つぎに区画パターン２の文字があるか調べる。区画パターン２の文字は、２番目の画像には存在しないので、以降の画像を調べると、図５の５番目の画像に含まれているので、この区画パターン２はＯＫ判定とする（ステップＳ４）。各画像に区画パターン以外の文字が含まれていても、区画パターンの文字があればＯＫとなる。
【００１８】
以下、同様に、区画パターン３、４について調べると、区画パターン３の文字は８番目の画像に、区画パターン４の文字は１０番目の画像に含まれているので、この区画パターン３、４はＯＫ判定とする（ステップＳ４）。
【００１９】
つぎに、ステップＳ５で各区画パターンについて判定した結果、最後の区画パターン４か否か確認される（ステップＳ６）。ステップＳ６で最後の区画パターン４までＯＫであれば、製品ＯＫと出力する（ステップＳ７）。最後でなければ、ｎ＝ｎ＋１としてつぎの区画パターンについて調べるため（ステップＳ８）、ステップ２に戻って、再度該製品Ｐについて撮像を開始する。
【００２０】
製品ＰのＮＧ判定については、撮像カメラ２が撮像した回数または時間が図示しないカウンタによりカウントされ、ステップＳ４で、区画パターンのいずれか１つでもＮＧ判定であれば、そのＮＧ判定が製品Ｐの検査対象部位や製品Ｐの移動間隔などに応じて指定した回数または時間内で出力されたか否かが確認される（ステップＳ９）。指定した回数または時間内で出力されなければ、製品ＮＧと判定する（ステップＳ１０）。ステップＳ９で指定した回数または時間内で出力されれば、ステップＳ２に戻って、再度該製品Ｐについて撮像を開始する。
【００２１】
これにより、製品Ｐの検査対象部位（検査範囲）が撮影範囲よりも移動方向（横方向）に広い場合であっても、製品Ｐを移動させた状態で、単一の撮像カメラ２で製品Ｐを撮像した連続画像ごとに、移動方向（横方向）に複数に区画された区画パターン１〜４のいずれかを有するか順次判定し、すべての区画パターンがこれら複数の画像に含まれていると判定したとき、製品ＯＫとするので、従来のように高解像度の画像処理装置や複数台の撮像カメラを使用することなく、単一の撮像カメラ２の使用かつ低解像度の装置によっても、予め登録された横方向に複数区画された区画パターンに基づいて横方向に連続した各画像をそれぞれ判定するので、横方向の解像度を有効に使用することで高解像度化して、移動中に該製品Ｐの画像処理を行うことから、画像処理の高速化、高精度化および低コスト化が可能となる。
【００２２】
つぎに、第２実施形態について説明する。図６に示すように、この第２実施形態は、第１実施形態と異なり、撮像カメラ２に撮像タイミングを与えるために、光電センサのような同期センサＳを備えており、撮像カメラ２は光電センサＳが製品Ｐの通過を検出して画像処理部５に撮像要求信号が入力すると、これに基づき製品Ｐの撮像を開始する。また、判定部７は、製品ＮＧの判定において、撮像カメラ２が撮像した回数または時間が撮像要求信号の入力からカウンタによりカウントされるとともに、図３のステップＳ９において、区画パターンのいずれか１つのＮＧ判定が撮像要求信号の入力から指定した回数または時間内に出力されなければ、製品ＮＧと判定する。その他の構成は、第１実施形態と同様である。
【００２３】
この第２実施形態では、同期センサＳにより、撮像カメラ２に各製品Ｐに対する撮像タイミングを与えることにより、複数の製品Ｐごとの良、不良をより確実に判定できる。
【００２４】
なお、上記各実施形態では、撮像カメラ２を固定し、製品Ｐを搬送コンベア４で移動させた状態で製品を検査しているが、製品Ｐを静止し、撮像カメラ２をアクチュエータなどで移動させた状態で製品Ｐを検査するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】搬送コンベア、撮像カメラおよび画像処理部を備えた画像処理装置の構成図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る画像処理装置を示すブロック図である。
【図３】図２の画像処理装置の動作を示すフローチャート図である。
【図４】登録された区画パターンを示す平面図である。
【図５】製品を撮像した連続画像を示す平面図である。
【図６】第２の実施形態に係る画像処理装置を示すブロック図である。
【図７】製品の検査対象部位を示す構成図である。
【符号の説明】
【００２６】
２：撮像カメラ
３：画像処理部
４：搬送機構（搬送コンベア）
５：画像処理部
６：画像メモリ
７：判定部
８：区画パターン登録部
Ｐ：製品
Ｓ：同期センサ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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